(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布が、シート形状体の少なくとも片面上に、直接積層されてなる複合ファブリックであって、
ナノファイバー不織布を構成する成分が、熱可塑性エラストマー繊維であり、
シート形状体のナノファイバー不織布が積層される面において、ナノファイバー不織布を構成するものと同じ成分が、表面率４５％以上の割合で表出している、複合ファブリック。
【請求項２】
シート形状体が、織物、編物又は不織布である、請求項１に記載の複合ファブリック。
【請求項３】
ナノファイバー不織布を構成する成分が、ウレタン系エラストマーである請求項１又は２に記載の複合ファブリック。
【請求項４】
ＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１による通気抵抗が０．２ＫＰａ・ｓ／ｍ以上であり、かつ透湿度がＪＩＳ  Ｌ  １０９９  Ａ−２法で３０００ｃｍ３／２４ｈ・ｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合ファブリック。
【請求項５】
手袋又はインナーウェアの形態である請求項１〜４のいずれかに記載の複合ファブリック。
【請求項６】
シート形状体の少なくとも片面に対して、直接、電界紡糸を行い、繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布を、シート形状体上に積層する工程を含む、請求項１に記載の複合ファブリックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノファイバー不織布とシート形状体によって構成される複合ファブリックに関する。より詳細には、通気性を抑えて熱の移動を抑制し、良好な透湿性を確保することで蒸れ感が軽減された複合ファブリックに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、衣服内環境（手袋を含む）を快適に保つことを目的とした防風性、高透湿性（さらに撥水性）を有する様々なファブリックが報告されている。例えば特許文献１には、熱可塑性エラストマーを用いた多孔質シートと繊維シートの積層体が開示されている。また、特許文献２には透湿防水性の樹脂と極細繊維とを組み合わせた積層体が開示されている。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来技術によって得られるファブリックは、防風性に対して透湿性が不十分であったり、十分な透湿性を得ようとすれば防風性が十分でないなど、両性能を両立させているとは言い難いものであった。また、接着層を用いてシートを積層するために、生地が重く、繊維シートのしなやかさを損なうために着用感が悪いなどの様々な問題があった。さらに、製造方法においても、防風透湿性シートの製造、繊維シートへの積層・接着工程を必要とすることから、工程数が多く、生産性に劣る等の問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４００９号公報
【特許文献２】特開平５−２３０７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、防風性と透湿性、さらに柔らかさを兼ね備えた複合ファブリック、ならびにその製造方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、編物等のシート形状体上に直接ナノファイバー不織布を積層することによって、通気性が抑えられて保温性が向上し、適度な透湿性が確保された複合ファブリックが得られることを見出した。さらに、このような複合ファブリックは、シート形状体として用いられる生地のしなやかさを損なわないことを見出した。本発明はこれらの知見に基づいてさらに研究を重ねた結果完成されたものである。
【０００７】
本発明は、以下の複合ファブリック及びその製造方法を提供する。
項１．繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布が、シート形状体の少なくとも片面上に、直接積層されてなる複合ファブリック。
項２．シート形状体が、織物、編物又は不織布である、項１に記載の複合ファブリック。
項３．ナノファイバー不織布を構成する成分が、ウレタン系エラストマーである項１又は２に記載の複合ファブリック。
項４．シート形状体のナノファイバー不織布が積層される面において、ナノファイバー不織布を構成するものと同じ成分が、表面率４５％以上の割合で表出している、請求項３に記載の複合ファブリック。
項５．前記ナノファイバー不織布が電界紡糸法によってシート形状体上に積層されてなる、項１〜４のいずれかに記載の複合ファブリック。
項６．ＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１による通気抵抗が０．２ＫＰａ・ｓ／ｍ以上であり、かつ
透湿度がＪＩＳ  Ｌ  １０９９  Ａ−２法で３０００ｃｍ３／２４ｈ・ｍ２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の複合ファブリック。
項７．手袋又はインナーウェアの形態である請求項１〜６のいずれかに記載の複合ファブリック。
項８．シート形状体の少なくとも片面に対して、直接、電界紡糸を行い、繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布を、シート形状体上に積層する工程を含む複合ファブリックの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通気性を抑えながら適度な透湿性を有する快適な複合ファブリックを提供することができる。より詳しくは、本発明の複合ファブリックは、肌への直接的な外気の接触を抑制しながら衣服内の湿度を適度に保つことができる。また、本発明の複合ファブリックは、重すぎることがなく、シート形状体として編物を用いた場合には、編み生地特有のしなやかさや伸縮性を損なうこともない。この様な特性を有する本発明の複合ファブリックは、衣服、特に手袋や肌着の素材として有用である。本発明の複合ファブリックを用いた衣服は、防風性・保温性に優れると共に、蒸れや重さ等による不快感がないため、外気温が低い時でも衣服内を快適に保つことができる。
【０００９】
さらに、本発明の複合ファブリックの製造方法は、従来の方法よりも製造工程が短縮され、少ない工程で、効率的に本発明の複合ファブリックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ポリウレタンナノファイバーとシート形状体（綿糸とポリウレタン繊維の編物）の溶着を確認した走査型電子顕微鏡写真の代表例を示す。
【図２】剛軟度測定に用いたスリット法の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．複合ファブリック
本発明の複合ファブリックは、繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布を、シート形状体の少なくとも片面上に、直接積層して得られるものである。以下に本発明の構成について詳細に説明する。
【００１２】
（１）シート形状体
本発明の複合ファブリックは、シート形状体の表面又は裏面の少なくとも片面上にナノファイバー不織布が、接着剤（もしくは接着剤層）を介さずに、直接積層されている形態を有する。
【００１３】
本発明において使用されるシート形状体としては、織物、編物、不織布等の柔軟性を有するものであれば特に限定されない。柔軟性の程度は、用途に合わせて適宜選択することができる。
【００１４】
本発明の複合ファブリックは、シート形状体上に直接ナノファイバー不織布を形成（積層）するため、シート形状体の素材（成分）には、ナノファイバー不織布を構成する素材（成分）と同じ素材（成分）、又はナノファイバー不織布を構成する素材（成分）と同一の溶媒に溶解し得る素材（成分）を用いる（本明細書において、『ナノファイバー不織布と同一の素材、又はナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材』と表記することがある）。すなわち、ナノファイバー不織布の素材がポリウレタンの場合、シート形状体はポリウレタン、又はポリウレタンが溶解する溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）に溶解し得る素材を選択する。
【００１５】
シート形状体の素材は、従来公知のものから選択することができる。シート形状体が編物である場合は、通常、衣類等に使用され得る素材と、ナノファイバー不織布と同じ素材、若しくはナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材を組み合わせて用いることができる。また、ナノファイバー不織布と同じ素材、若しくはナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材同士を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
この様な素材としては、例えば、綿、麻等の植物性繊維や、ウールなどの獣毛繊維等の天然繊維が挙げられ、肌触りや保温性の観点から、綿、ウールが好ましい。また、キュプラ、レーヨン、アセテート、ポリノジック、リヨセル等の再生繊維を用いることもできる。これらの素材を単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。植物性繊維や獣毛繊維等は、通常、ナノファイバー不織布を製造する際の溶媒に不溶であることから、以下の合成繊維、エラストマー繊維等と組み合わせることが望ましい。
【００１７】
合成繊維としては、例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、親水性の付与されたポリエステル等）、ポリアクリロニトリル、ポリアミド（例えば、ナイロン−６、ナイロン−６６等のナイロン系繊維）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリウレタン（例えば、スパンデックス等）、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン等）等の樹脂で構成されるものが挙げられ、好ましくはポリウレタン、ポリオレフィン（好ましくはポリプロピレン）、ポリアミド（好ましくはナイロン−６）である。これらの素材を単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１８】
また、シート形状体の素材として熱可塑性エラストマー繊維を用いることもできる。熱可塑性エラストマー繊維としては、従来公知のものから適宜選択され得るが、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられ、好ましくはウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーである。ウレタン系エラストマーとしては、ディーアイシーバイエルポリマー（株）製のパンデックス、デスモパン、日清紡績（株）製の日清紡モビロン等が商品として流通しており、商業的に入手することができる。また、ポリアミド系エラストマーとしては、アトフィナ・ジャパン社製のペバックス、エムス昭和電工社製のグリロンＥＬＸ、グリルアミドＥＬＹ、ダイセル・デクサ社製のダイアミド、ベスタミド等が商品として流通しており、商業的に入手することができる。これらの素材を単独又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１９】
シート形状体を編物等の形態とする場合、上記素材から適宜選択して用いることができ、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、得られる編物の少なくとも片面（ナノファイバー不織布を積層する面）にナノファイバー不織布と同一の素材、若しくはナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材を組み合わせることが望ましい。この様な素材の組み合わせとしては、綿／ポリウレタン、綿／ウレタン系エラストマー、キュプラ／ポリウレタン等が例示される。
【００２０】
シート形状体を編物とする場合、組織の種類（編み方の種類）、繊維の長短（フィラメント（長繊維）、ステープル（短繊維））等は特に制限はないが、ナノファイバー不織布と同一の素材、又はナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材が、ナノファイバー不織布が積層される面の最上面に表出されることが望ましい。
【００２１】
本発明において採用され得る編物の組織としては、例えば、横編み、丸編からなる平編み組織、ゴム編み組織、両面編組織等が挙げられ、従来公知の方法に従って各種組織に製編することができる。例えば、編立組織にあった丸編み機を用いて、ゲージ数１６〜４０Ｇの範囲内で糸長およびループ長、給糸テンション、生地張力等を設定し編みたてることができる。
【００２２】
シート形状体が編物である場合、例えば、表糸を綿糸、裏糸をポリウレタンベアヤーンとすることによって、得られる編生地の片方の面にポリウレタンベアヤーンを表出させ、その上にポリウレタンのナノファイバー不織布を積層することができる。
【００２３】
このとき、ポリウレタンのナノファイバー不織布が積層される面は、ポリウレタンベアヤーンができるだけ多く表出していることが望ましい。これにより、積層したナノファイバー不織布が残留溶媒によって編物と溶着しやすくなる。従って、編物の少なくとも片面においては、ポリウレタンベアヤーンが、表面率にして４５％以上であることが好ましく、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上、特に好ましくは７０％以上表出している。このような表面率になるように編物の製造条件を適宜設定することが望ましい。また、表面率の上限値は特に限定されないが、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。
【００２４】
ここで、表面率は、以下のようにして算出することができる。
【００２５】
ビデオマイクロスコープを用いて、倍率１００〜３００で生地裏のループを撮影する。このとき、生地には特別な張力を与えず、応力が緩和した状態とする。撮影した画像から、表面に現れているポリウレタンベアヤーンの面積と表糸の面積のそれぞれの合計を求め、下記式により表面率を求めることができる。
【００２６】
【数１】
0005268730.tif 000002
【００２７】
表面率に影響を与える製造条件として給糸テンション、繊度、表糸の加工状態、表糸と裏糸の繊度バランス、糸長等が挙げられる。上記表面率を充足するため、裏糸（ポリウレタンベアヤーン）の給糸テンションは、０．２〜１．５ｃＮが好ましく、０．２〜０．５ｃＮがより好ましい。また、シート形状体が編物の場合、裏糸（ポリウレタンベアヤーン）の繊度は、３３ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましくは４４〜２２２ｄｔｅｘ、さらに好ましくは４４〜１１１ｄｔｅｘ、特に好ましくは５０〜１１１ｄｔｅｘである。このような範囲であれば、上記表面率の編物を得ることができ、本発明の複合ファブリックの強度を保つこともできる。
【００２８】
また、ナノファイバー不織布が積層される面にポリウレタンベアヤーンを上記表面率で表出させるためには、表糸としてウーリー糸や紡績糸を用いるよりも生糸を用いる方が好ましい。さらに、表糸と裏糸の繊度のバランスについては、表糸の繊度に対して裏糸の繊度が２０％以下にならないことが望ましい。また、糸長については、表糸に対して、裏糸が短すぎると生地上に表出しにくくなることから、裏糸は表糸の５０％以上の糸長であることが望ましい。ここでは表糸に綿糸、裏糸にポリウレタンベアヤーンを用いた場合を例に挙げて説明したが、表糸にポリウレタンベアヤーン、裏糸に綿糸を用いても同様の条件によって表面率を調整することができる。また、表糸と裏糸が、それぞれ綿糸とポリウレタンベアヤーン以外の素材である場合であっても、上記を参考に、ナノファイバー不織布と同一の素材、又はナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材の表面率を調整することができる。
【００２９】
本発明のシート形状体として織物を用いる場合であっても、上記編物に使用される素材を選択することができる。また、織物の組織としては、例えば、平織り、綾織り、しゅす織り等が挙げられ、従来公知の方法に従って各種組織に製編することができる。シート形状体として織物を用いる場合も、ナノファイバー不織布が積層される面において、ナノファイバー不織布と同一の素材、又はナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材が、上記編物と同様の表面率を有することが望ましい。
【００３０】
本発明のシート形状体として不織布を用いる場合、その素材は従来公知のものから適宜選択することができ、特に限定されないが、例えば、ポリウレタン、アラミド、セルロース、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨン等で構成される繊維が挙げられ、これらの素材から１種単独で用いることもできるが、２種以上を組み合わせてもよい。
【００３１】
このような素材を用いて、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法（水流絡合法）、ステッチボンド法、スチームジェット法等、従来公知の製造方法に従って不織布を得ることができる。ただし、少なくともナノファイバー不織布が積層される面は、ナノファイバー不織布と同一の素材、又はナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材で構成されることが望ましく、また上記編物と同様の表面率を有することが望ましい。
【００３２】
また、シート形状体の素材として、ナノファイバー不織布の素材と同一の溶媒に溶解し得る素材を用いる場合の素材の組み合わせとしては、例えば、ナイロン６又はポリアミド系エラストマーによって構成されるシート形状体上に、ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）にポリウレタンを溶解させた溶液を用いてナノファイバー不織布を積層することができる。
【００３３】
本発明においてはシート形状体として、上記編物、織物、不織布のいずれを採用してもよいが、特に本発明の複合ファブリックを衣類の用途に使用する場合は、好ましくは編物である。本発明の複合ファブリックにおいて、シート形状体の総厚みは、通常１００〜５００μｍであり、好ましくは１４０〜４００μｍである。
【００３４】
（２）ナノファイバー不織布
本発明の複合ファブリックにおいて、ナノファイバー不織布は、衣服内の湿気を逃がしつつ外部からの空気の侵入を防いで、優れた保温効果を発揮するはたらきを有する。
【００３５】
本発明において使用されるナノファイバー不織布を構成するナノファイバーの直径は、５０ｎｍ以上１．５μｍ未満であり、好ましくは２０〜９００ｎｍ、より好ましくは５０〜７００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜５００ｎｍである。ここで、ナノファイバーの直径は、１００００〜５００００倍の倍率でＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）にて撮影し、無作為に選んだ繊維の太さ（繊維軸に直交方向の長さ）を３０点測定し、その平均値によって表される。
【００３６】
ナノファイバーの材料としては、シート形状体の伸縮性に追従できるほどの伸度を持つ素材であれば特に限定されず従来公知のものを使用することができる。また、上記（１）においてシート形状体の素材として例示されている合成繊維、熱可塑性エラストマー繊維の中から選択することができ、ポリウレタン（例えば、スパンデックス等）、エラストマー系ポリマー（例えば、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマー繊維）等が挙げられ、好ましくはポリウレタン、ウレタン系エラストマーである。このようなポリマー素材のナノファイバーは伸縮性に優れることから、本発明の複合ファブリックを肌着等の素材として用いる場合に好適である。
【００３７】
本発明において使用されるナノファイバー不織布は、電界紡糸法（ESD：Electro Spinning Deposition）によって直接的にシート形状体の少なくとも片面に積層される。ナノファイバー不織布の積層方法については、下記２．の欄に詳述する。
【００３８】
本発明の複合ファブリックに使用されるナノファイバー不織布は、見かけ密度１ｇ／ｃｍ３未満が好ましく、より好ましくは０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ３を有する。見かけ密度は、２０ｃｍ×２０ｃｍのサンプルの厚みと重量を測定し、単位体積あたりの重量を算出した値である。このような見かけ密度を有するナノファイバー不織布は、多くの不動空気層を有している。不動空気層とは、不織布中の極めて微小な空気の層であり、湿気の移動に伴って熱の対流を起こさないことから高い保温性を実現することができる。
【００３９】
本発明において使用されるナノファイバー不織布の総厚みは、通常１０〜３００μｍであり、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００４０】
（３）他の実施態様
本発明の不織布の他の好ましい実施形態として、シート形状体の両面にナノファイバー不織布を積層する形態も含まれ得る。すなわち、例えばシート形状体の片面にポリウレタンを多く表出させてポリウレタンナノファイバー不織布を積層し、もう片方の面にはナイロンを多く表出させて、ナイロンナノファイバー不織布を積層させる形態が挙げられる。
【００４１】
また、本発明の複合ファブリックは、シート形状体上に積層されたナノファイバー不織布に、さらにシート形状体を積層した形態であってもよい。このとき、２つのシート形状体は、互いに同一であってもよく、異なるものであっても良い。積層されたナノファイバー不織布上に、さらにシート形状体を積層する方法としては、特に限定されないが、例えば両者をキルト素材のように縫い合わせて積層することができる。シート形状体をさらに積層して縫い合わせることによって、本発明の複合ファブリックを補強することができ、十分な実用強度が付与される。また、シート形状体でナノファイバー不織布を挟むことによって、ナノファイバー不織布の剥離を防止することができ、耐久性の点でも実用性が高められる。
【００４２】
（４）本発明の複合ファブリックは、好ましくは以下のような物性を有する。
【００４３】
（通気抵抗）
ＫＥＳ通気抵抗試験（ＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１通気性試験機  カトーテック株式会社製）において、０．２ｋＰａ・ｓ／ｍ以上、好ましくは０．２〜１０ｋＰａ・ｓ／ｍである。これは、穴径が極めて微細であるため通気性が遮断されるためと考えられ、これにより防風性が保持される。
【００４４】
防風性に関しては、上記の様な通気抵抗値で表す以外に単位時間当たりの通気量でも表すことができる。例えば、フラジール法（ＪＩＳ  Ｌ  １０９６）による通気量試験において、通気量は６０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下、好ましくは５０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下である。なお、上記のＫＥＳ通気抵抗試験の測定値は、フラジール法（ＪＩＳ  Ｌ  １０９６）による通気量値と相関がある。
【００４５】
（透湿性）
本発明の複合ファブリックは、ＪＩＳ  Ｌ  １０９９  Ａ−２法による透湿量３０００ｇ／２４ｈ・ｍ２以上、好ましくは４０００ｇ／２４ｈ・ｍ２以上、より好ましくは４２００ｇ／２４ｈ・ｍ２以上を有する。透湿量が３０００ｇ／２４ｈ・ｍ２以上であれば、衣類内に蒸れて不快に感じることもなく好ましい。
【００４６】
本発明の複合ファブリックは、好ましくは上記通気抵抗と透湿度の両方満たすものである。
【００４７】
（剥離強度）
本発明の複合ファブリックは、ＪＩＳ  Ｌ  １０８９法による剥離強度２０ｃＮ〜３０ｃＮを有する。このような剥離強度を有することによって、ナノファイバー不織布がシート形状体からはがれにくく、長期の使用が可能である。
【００４８】
（剛軟度）
本発明の複合ファブリックは、剛軟度４ｃＮ〜１０ｃＮを有する。剛軟度は、下記実施例の欄に記載の方法（Ｇ法）に従って測定することができる。このような剛軟度を有する複合ファブリックは、柔らかいため、衣服等に好適に使用され得る。
【００４９】
本発明の複合ファブリックが、シート形状体上にナノファイバー不織布が積層された形態である場合には、ナノファイバー不織布面を外側にして、その防滑り性・撥水性を利用した手袋（クリーンルーム用、バイク用手袋等）等の生地として使用され得る。
【００５０】
また、本発明の複合ファブリックを、衣服、特にインナーウェア（好ましくは防寒用肌着、保温性を目的とする肌着等）、スポーツウェア等の素材として好適に使用され得る。この様な肌着としては、例えば、シャツ、ブリーフ、腹巻き、ステテコ、パッチ、ショーツ、ガードル、ペチコート、レギンス、ソックス、タイツ等が挙げられる。また、スポーツウェアとしては、オートバイ、自転車ロードレース、フィッシング、ヨットセーリング、ゴルフ等の競技を行う際に着用されるウェアの用途が挙げられる。本発明の複合ファブリックを用いて衣服等を製造する場合は、従来公知の方法に従えばよく、裁断方法、縫製方法等は特に限定されない。また、本発明の複合ファブリックを衣服の素材として用いる場合には、上記（３）他の実施態様において記載される、シート形状体上に積層されたナノファイバー不織布に、さらにシート形状体を積層した形態を採用することによって、より一層、実用に適した衣服を得ることができる。
【００５１】
２．製造方法
本発明は上記複後ファブリックの製造方法をも提供する。すなわち、本発明は、シート形状体の少なくとも片面に対して、直接、電界紡糸を行い、繊維軸直行方向断面の直径が５０ｎｍ以上１．５μｍ未満の極細繊維からなるナノファイバー不織布を、シート形状体上に積層する工程を含む複合ファブリックの製造方法を提供する。
【００５２】
本発明の複合ファブリックの製造方法においては、ナノファイバー不織布を構成する素材を溶媒に溶解させ、この溶液をシート形状体上に直接電界紡糸法で吹き付けることにより生成・積層および接着を一時に行うことを特徴とする。以下、ポリウレタン糸と綿糸によって構成される編物をシート形状体とし、ポリウレタン系ナノファイバー不織布を積層する場合を例に説明する。
【００５３】
編物のポリウレタン糸が多く現れている面をノズル側にしてコレクタ上に設置し、そこに電界紡糸法によってポリウレタンナノファイバー不織布を生成・積層させる。ここで、ナノファイバー不織布生成のためのポリウレタン系ポリマーと編物に用いるポリウレタン糸は同一の溶媒によって溶解可能であることが好ましい。溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ヘキサフルオロイソプロパノール等が挙げられ、好ましくはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドである。
【００５４】
電界紡糸法によってナノファイバー不織布を製造する場合の典型例としては、電圧−７０〜７０ｋＶ、ノズル径１４〜３２Ｇ、ノズル先端からコレクターまでの距離５〜３０ｃｍが挙げられる。また、使用されるポリマー素材によって適宜異なるが、例えば、ポリウレタン樹脂の場合、３〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％の濃度で前記溶媒に溶解させて用いる。
【００５５】
また、ナノファイバー積層の際、ナノファイバー不織布の溶媒を完全に蒸発させてしまわずに積層させることが好ましい。このナノファイバーに残った残留溶媒が編物上のポリウレタン糸を溶解し、ナノファイバーとポリウレタン糸を溶着させることができる。残留溶媒の調整は、生成環境下において溶液濃度、印加電圧、ノズル径及びノズル先端からコレクタまでの距離によって調整可能である。
【００５６】
また、溶媒の残留程度は、ＳＥＭによって生成されたナノファイバー不織布の状態を観察することで確認することができる。電子顕微鏡写真の代表例を図１に示す。図１（a）のように、残留溶媒が多く残っている場合には、繊維と繊維が積層時に溶着していることが確認できる。一方、図１（b）のように、残留溶媒があまり残っていない場合は、繊維と繊維が溶着していないことが確認できる。本発明においては図１（a）のような状態が好ましく、上記典型例に示される範囲を参考に、図１（a）のような状態になるように電界紡糸の条件を調整することが望ましい。
【００５７】
他の素材を使用してシート形状体上にナノファイバー不織布を積層する場合は、各種樹脂に適した従来公知の溶媒を用いることができ、上記濃度を参考に溶解濃度を適宜設定することができる。このとき、ナノファイバー不織布の素材を溶解させる溶媒としては、シート形状体のナノファイバー不織布が積層される面を構成する素材が溶解し得る溶媒を用いることが望ましい。
【００５８】
電界紡糸法でナノファイバー不織布を製造する場合、素材となる樹脂の分子量は、例えば７万以上、好ましくは１０万以上、例えば７万〜５０万程度、好ましくは１０万〜５０万程度である。また、樹脂は溶媒に完全に溶解していることが好ましい。
【００５９】
このような本発明の方法によれば、ナノファイバー不織布の生成・積層・接着の工程を同時にすることが可能であり、工程数を減らすことができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例を示して本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００６１】
［実施例１］
表糸が綿糸（９６番手）と裏糸がポリウレタンベアヤーン（モビロン７８Ｔ：日清紡績株式会社製；繊度７８ｄｔｅｘ）でプレーティング編みを行い、ベア天竺素材を作製した。なお、編物作製の際に使用した糸送り装置（ＫＴＦ）の給糸テンションは、ポリウレタン繊維０．５ｃＮとした。
【００６２】
ベア天竺素材の片面上に以下の方法によって電界紡糸を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂からなるナノファイバー不織布の積層・溶着行った。
【００６３】
熱可塑性ポリウレタン樹脂（ウレタン系エラストマー：製品名Pandex1185：DIC Bayer Ltd.製）を２３重量％の割合でＤＭＦ（Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド）に溶解させ、これを電界紡糸装置の溶液充填部に充填し、５５ｋＶの電圧をかけて電界紡糸を行った。なお、この時に用いた金属製ノズルの径は２１Ｇ（内径：０．５１ｍｍ）で、コレクターまでの距離は１５ｃｍであった。
【００６４】
［実施例２］
表糸をポリプロピレン繊維（ＰＰ５６Ｔ：三菱レイヨン株式会社製）とする以外は、実施例１と同様に複合ファブリックを作製した。
【００６５】
［実施例３］
表糸をポリプロピレン繊維（ＰＰ５６Ｔ：三菱レイヨン株式会社製）、裏糸をポリウレタンベアヤーン（モビロン７８Ｔ：日清紡績株式会社製；繊度１１０ｄｔｅｘ）とする以外は、実施例１と同様に複合ファブリックを作製した。
【００６６】
［比較例１］
糸送り装置（ＫＴＦ）の給糸テンションは、ポリウレタン繊維６ｃＮとする以外は、実施例１と同様に複合ファブリックを作製した。
【００６７】
［比較例２］
裏糸を実施例１とは異なる繊度のポリウレタン繊維（モビロン３３Ｔ：日清紡績株式会社製；繊度３３ｄｔｅｘ）とする以外は、実施例１と同様に複合ファブリックを作製した。
【００６８】
［比較例３］
一般的なベア天竺素材である、表糸が綿糸（６０番手）、裏糸がモビロン４４Ｔ（日清紡績株式会社製：繊度４４ｄｔｅｘ）に対して、実施例１と同様にナノファイバー不織布を電界紡糸にて積層した。
【００６９】
［比較例４］
編物上に積層せずに、実施例１の方法に従ってナノファイバー不織布を別途作製した。得られたナノファイバー不織布と編物との間にメッシュタイプのウレタン系熱融着フィルム（東海サーモ（株）製ＦＵＳＥＣ  Ｃ６Ｊ５）を挿入して、１１５℃、２ＭＰａの圧力で加圧接着し、複合ファブリックを得た。
【００７０】
［比較例５］
編物を実施例１と同様に作製した（ナノファイバー不織布の積層を行わなかった）。
【００７１】
以上のようにして得られた複合ファブリックを、下記評価方法に従って評価した。
【００７２】
［評価方法］
〈ナノファイバー繊維径〉
ナノファイバーの繊維径は、１００００〜５００００倍の倍率でＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）にて撮影し、無作為に選んだ繊維の太さ（繊維軸に直交方向の長さ）を３０点測定し、その平均値を求めた。実施例１及び２、ならびに比較例１〜３のいずれの繊維も平均４３２．５ｎｍ±１０％の範囲内であった。
【００７３】
〈表面率〉
ビデオマイクロスコープを用いて、倍率１００〜３００で生地裏のループを撮影した。このとき、生地はフリーな状態であり、すなわち、生地には特別な張力を与えず、応力が緩和した状態で撮影する。撮影した画像から、表面に現れているポリウレタンベアヤーンの面積と表糸の面積のそれぞれの合計を求め、下記式により表面率を求めた。
【数２】
0005268730.tif 000003
【００７４】
〈生地厚み〉
マイクロゲージを用いて、各生地について３箇所の測定を行い、その平均値を厚みとした。
【００７５】
〈透湿度〉
ＪＩＳ  Ｌ  １０９９  Ａ−２法に従って評価した（単位：ｃｍ３／２４ｈ・ｍ２）。
【００７６】
〈通気抵抗〉
ＫＥＳ通気度試験機（ＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１  カトーテック（株）製）を用いて測定した（単位：ｋＰａ・ｓｅｃ／ｍ）。通気抵抗値は、ＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１通気性試験機にて、レンジＬ、ピストン速度２ｃｍ／ｓｅｃで空気を試料に送り、該試料を通して大気中へ放出、吸引する方法により、１サイクル１０秒内の圧力損失を半導体差圧ゲージを用いて測定して得られる。
【００７７】
〈剥離強度〉
ＪＩＳ  Ｌ  １０８９に従って評価した（単位：ｃＮ）。
サイズ２．５×９ｃｍの複合ファブリックの編物とナノファイバー不織布を予め約３ｃｍ剥離しておき、つかみ間２ｃｍ、試験スピード１００ｍｍ／ｍｉｎで剥離したときの剥離強度を、ＭＡＸ点（大きい方から）５ヶ所とＭＩＮ点（小さい方から）５ヶ所測定し、その平均値を求めた。
【００７８】
〈剛軟度〉
スリット法（Ｇ法）に従って評価した（単位：ｃＮ）。試験条件は以下の通りである。サイズ７ｃｍ×７ｃｍの被験試料のナノファイバー不織布が積層された面を上にして、スリット板上に配置し、５ｍｍのスリット幅から、スリットの溝の方向をコース方向（編物の横方向に並んだループの列）に垂直になるようにして、スリット棒（速度１００ｍｍ／ｍｉｎ）により押した時の最大抵抗応力をオートグラフにより測定した（室温２０℃；湿度６５％）。測定の概略図を図２に示す。
【００７９】
各サンプルそれぞれについての評価結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
0005268730.tif 000004
【００８１】
表１より、実施例１及び２の複合ファブリックは、ナノファイバー不織布を積層しなかった比較例５の透湿性と同等の値を示しており、透湿性に優れていることが示された。また、通気抵抗についても良好な値を示し、防風性に優れていることが示された。さらに、剛軟度も良好な値を示した。このように、本発明の複合ファブリックは、薄く柔らかいうえに、防風性及び保温性に優れていることが示された。
【００８２】
一方、比較例１ではポリウレタン糸の表面率が低いためにナノファイバー不織布の接着性が十分でなく、剛軟度についても、実施例１及び２に比較して高い結果（生地がかたい）となった。比較例２及び比較例３（従来の編物）も、ポリウレタン糸の表面率が低いためにナノファイバー不織布の接着性が十分ではなかった。また、比較例４は、接着層を用いたためにナノファイバー不織布と編物の接着は十分であったものの、剛軟度の点で劣っていた。さらに、ナノファイバー不織布を積層しなかった比較例５では、通気抵抗の値が低く、防風性、保温性に劣ることが示された。
【００８３】
［試験例１］
上記実施例１及び２、比較例４及び５で得られた複合ファブリックについて、肌着を縫製し、保温性、ムレ感、肌触り、軽さについて評価した（被験者：年齢２０代〜３０代；男性３名女性３名）。評価方法は以下の通りである。
【００８４】
保温性：気温２５度の室内において、２０ｃｍ離れた位置から１０℃の冷気を直径２０ｃｍのホースから流し、どのように感じたかを下記指標により評価した。
○：暖かい
△：少し寒い
×：寒い
【００８５】
ムレ感：１分間に３０往復の踏み台昇降運動を行った後の衣服内のムレ感について、下記指標により評価した。
○：ムレない
△：少しムレる
×：ムレる
【００８６】
肌触り：着用した際や手で扱った際の肌ざわりについて、どのように感じたか、下記指標により評価した。
○：柔らかい
△：普通
×：かたい
【００８７】
軽さ：着用した際や手で扱った際の重量感をどのように感じたか、下記指標により評価した。
○：軽い
△：普通
×：重い
【００８８】
【表２】
0005268730.tif 000005
【００８９】
表２より、本発明の複合ファブリックは、保温性、ムレ感、肌触り及び軽さのいずれの評価においても良好な結果が得られた。一方、熱融着フィルムによってナノファイバー不織布と編物を接着させた比較例４の複合ファブリックは、保温性、ムレ感に問題はなかったものの、肌触り及び軽さの点で実施例１及び２よりも劣る結果が示された。さらに、ナノファイバー不織布を積層しなかった比較例５のファブリックは、ムレ感、肌触り及び軽さは良好であったが、十分な保温性が得られないことが示された。
【図１】
0005268730.tif 000006
【図２】
0005268730.tif 000007